航空燃料抽制樣對檢測結果的影響分析綜述

趙亞娟 ，劉月婷，孫儒瑞

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航空燃料抽制樣對檢測結果的影響分析綜述

趙亞娟1，劉月婷2，孫儒瑞1

（1. 海南出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心，海南 洋浦 578101； 2. 中國檢驗認證集團海南有限公司，海南 洋浦 578101）

航空燃料是航空航天事業不可或缺的能源，確保航空煤油的質量至關重要，但保證產品質量不僅要求生產上嚴格按照工藝進行，還要求質量把關者檢測的樣品具有代表性，以確保檢測結果的準確性。本文針對在抽制樣過程中樣品混入雜質、水分和腐蝕性物質時對實驗室一些檢測結果的影響進行分析，并列出了相應的取制樣注意事項。

航空燃料；檢測；抽制樣航空燃料；檢測；抽制樣

航空燃料是國民經濟發展中不可或缺的能源，航空航天事業的發展離不開噴氣燃料的蓬勃發展，然而在航空燃料使用的過程中也存在許多安全問題，一旦出現問題就可能引起重大航天事故。我國與航空燃料相關的飛行事故率約為10%～15%［1］，世界每年約有500起一級飛行事故，與燃料相關的約占10%［2］，因此燃料的質量是關系到生產安全的一個重要因素。這就要求生產人員以及檢測人員認真履行自己的職責，但是實驗室檢測的只是送檢樣品，如何確保檢測樣品的代表性，就要求取樣人員抽制樣品時必須嚴格按照操作規范進行，否則檢測的數據就會出現偏差，將直接影響把關質量。

我國以及國外標準對取樣的過程具有嚴格的規定，我國取樣標準為GB/T 4756，國外的有ASTM D4057、ISO3170、ISO3171等。雖然這些標準中對取樣適用的范圍、取樣原則、儀器、注意事項、操作方法、樣品的處理和轉移以及一些特殊用途的樣品的取樣方法都做了詳細的規定，但是由于取樣人員更新或對標準不熟悉導致操作不規范，造成取得的樣品沒有代表性，在實驗室檢測時就可能將合格樣品檢測為不合格，甚至不合格樣品能檢測為合格，勢必造成惡劣的影響。本文對影響雜質、水分、腐蝕性物質等項目的取樣中特別注意事項進行了簡略綜述，包括樣品必須是均勻的，樣品準備、轉移、劃分和運輸中樣品必須處于沒被改變的完整狀態等。

1 雜質影響分析

航空燃料的潔凈度是影響飛機飛行安全的重要因素之一。噴氣燃料由于特殊的應用場景和環境，對其性能具有苛刻的要求。然而在燃料的生產、運輸、存儲中以及磨損和腐蝕都會混入機械雜質或其它肉眼難辨的固體顆粒污染物以及一些微生物。例如，石家莊煉油廠的生產工藝為白土精制工藝，在生產過程中就產生了玻璃、白土、活性炭、鐵銹、石英脫脂棉等雜質［3］。在儲存運輸和加注過程中也會混入許多雜質，如塵土、細沙、膠粒、纖維、漆膜、金屬屑、催化劑粉以及未濾出的環烷酸皂等［4］。固體雜質可堵塞飛機燃料系統濾網以及噴油嘴，同時磨損飛機部件，朱岳麟［1］提出機械雜質含量大可卡死定壓分流活門，飛機發動機加速時間長，產生爆炸音。另外，燃料中雜質存在會使電導率測定結果偏大，造成熱氧化安定性不合格。在實驗室測定顆粒污染物的方法主要有三種，微孔過濾重量法、顆粒計數器法、比色法（目測）［5］，如果取樣的過程中混入雜質，首先可能造成燃料外觀、顏色、顆粒污染物含量、顆粒分布不合格，還可能影響磨痕直徑的測定結果等，表1列出了外觀、顏色、顆粒污染物、磨痕直徑的要求、意義及抽制樣注意事項。

2 水分影響分析

通常水在燃料中以自由水、懸浮水、溶解水三種形式存在。水在油品中的溶解度很小，然而卻對燃料的使用性能有很多壞的影響。當溫度高時水的溶解度增大，溫度降低溶解度變小，所以對于噴氣燃料而言燃料含水時危害是致命的，飛機在高空飛行時郵箱溫度很低（每上升100 m氣溫下降0.6 ℃），水的溶解度就變小，可能出現游離水，會引起結冰、堵塞過濾器，甚至阻斷供油，水含量多時，飛機甚至空中熄火，造成不可估量的損失，如2008年英航38號航班就發生了類似事件，導致迫降。

表1 外觀、顏色、顆粒污染物、磨痕直徑

水也有可能把水溶鹽帶進燃料，磨損發動機部件，同時加速酸類對金屬的腐蝕等等。而且燃料含水時會加速燃料品質變差，水會使一些微生物迅速生長，如氧化硫硫桿菌的大量繁殖可造成航空燃料銅片腐蝕不合格［11］，Amor photheca resinae真菌（特征真菌，噴氣燃料的主要污染菌）的大量繁殖可促進噴氣燃料中絮狀懸浮物的產生［12］。在運輸和儲藏的過程中也會腐蝕運輸和存儲設備，使原本合格的燃料變為不合格燃料，同時水也可以與油料中的鐵銹以及堿性物質互相作用，生成一些片狀、纖維狀和絮狀的懸浮物。

試樣中混入水還會影響運動粘度和冰點的測定，當然若有游離水存在，首先會造成外觀不合格。在取樣時應注意不能混入水和機械雜質，盡量不要在雨天取樣，儲存樣品時，一定要保證容器的密封性比較好，由于燃料中的水和周圍空氣中含水存在一個動態平衡，當空氣濕度比較大時，燃料會從空氣中吸收水分以達到平衡［13］，如果空氣濕度大，并且晝夜溫差大，會導致燃料累積大量水分［14］。對于運動粘度而言，如果有水和機械雜質存在，必須進行脫水處理，用濾紙過濾出去機械雜質；對于冰點而言，樣品量不能少于25 mL，樣品瓶不能太大，一般樣品裝滿樣品瓶的80%比較合理，至少要留10%的膨脹空間，試樣保存在室溫下密封容器中，盡量減少濕氣的帶入，要遠離熱源［15-16］。

3 腐蝕性物質影響分析

航空燃料的腐蝕性一直以來就是一個備受關注的問題，國內外研究者也做了大量的研究。朱岳麟［1］提出航空燃料中的腐蝕性物質主要有腐蝕性硫化物（也稱活性硫化物）、金屬有機化合物、水、石油酸性物質、微生物。 陳木如［17］對硫化氫、硫醇、硫醚、多硫化物對噴氣燃料銀片腐蝕的影響進行了研究，引起銀片腐蝕不合格的主要物質是元素硫和硫化氫。

表2 總酸值、總硫、硫醇性硫、博士實驗、銅片腐蝕

吳世逵［18］對噴氣燃料罐車裝運銀片腐蝕不合格問題進行了研究，罐車內壁元素硫很難徹底清洗干凈。而且在GB6537規定的3號噴氣燃料的技術要求中有許多項目都和燃料的腐蝕性有關。這就要求我們對于噴氣燃料無論取樣、制樣、檢測、運輸以及存儲等都要嚴格執行有關標準規定，把好質量關。GB6537中對3號噴氣燃料的技術要求有著詳細規定，在取樣時更應注意，不能給檢測結果帶來不確定因素。表2列出了對總酸值、總硫含量、硫醇性硫、博士實驗、銅片腐蝕項目的一些要求、意義及抽制樣注意事項。

4 其它因素影響分析

在GB6537對3號噴氣燃料的技術要求中還有許多其它的項目，關系到燃料各方面的性能，見表3。

表3 其它項目

*民用航空燃料要求≤25.0%。

5 結束語

隨著社會的快速發展，航空燃料的應用與發展也走在了社會的前端。廣大研究者不懈努力，致力于制造品質更好的燃料，以滿足航天航空的需要，同時也有許多新能源被利用起來，如2011年美國能源環境研究中心取得煤-生物質制取噴氣燃料技術突破，2009年美國空軍購買費托用于合成噴氣燃料實驗，李強［19］對鈷基低溫費托合成油生產噴氣燃料進行了研究，甚至有對地溝油進行研究，望之變廢為寶，生物航煤更是有人進行大量研究。航空燃料技術一方面快速發展，而我國標準更新速度慢，產生了大量矛盾，王軍華等［20］對這一問題就進行了總結。相信隨著新技術的發展將會有更多注意事項需要寫進標準，用于規范取樣體系。

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Study on the Influence of Sampling and Sample Preparation on Test Results of Aviation Fuel

1,2,1

(1. Hainan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau Inspection and Quarantine Technology Center, Hainan Yangpu 578001, China; 2. China Certification & Inspection Group Hainan Co., Ltd., Hainan Yangpu 578001, China )

Aviation fuel is an indispensable energy in aviation and aerospace industry, ensuring the quality of aviation kerosene is essential, it not only requires that the production is in strict accordance with the process, but also requires that tested sample is representative to ensure the accuracy of the test results. In this paper, the influence of impurities, moisture and corrosive substances in the sample on the test results were analyzed, and the corresponding matters needing attention in the process of sampling and sample preparation were listed.

aviation fuel; detection; sampling and sample preparation

TQ014

A

1004-0935（2017）07-0735-04

2017-04-02

趙亞娟（1981-），女，陜西西安人，工程師，2005年畢業于西安石油大學化學工程與工藝專業，研究方向：在海南出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心從事石油化工品相關分析研究及檢驗工作，曾先后獲得國家質檢總局科技興檢三等獎、海南檢驗檢疫局科技興檢一等獎和三等獎，發表論文7篇。